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"Moteur du type synchrone".-
La présente invention vise un dispositif destiné à améliorer les caractéristiques de démarrage de moteurs électriques pour courant alternatif soumis à des charges de couple inverses et vise plus particulièrement un dispositif améliorant ces caractéristiques de démarrage en présence de charges de couple inverses des moteurs synchrones d'un type connu.
Le rotor d'un moteur du type visé par la présente invention est constitué par une matière magnétique permenente appropriée qui a été aimantée et disposée de
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manière à comporter des pôles magnétiques sur son. pourtour.
Ce stator comprend un ou plusieurs jeux de pales fixes de
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matière J1lf)gnétiquement douce que l'on excite par un enrou- lement dans lequel passe un courant alternatif, ce qui fait que ces pales prennent des plarités magnétiques qui changent dans le temps de manière à exercer une inter- action aveo les pôles du rotor et à maintenir le rotor en état de rotation, De plus, les pales du rotor et du stator des moteurs précités sont disposés de façon que le rotor démarre de lui-même à partir de n'importe quelle position à laquelle il s'est arrêté et ne tourne normalement que dans un seul sens, Ces moteurs sont synchrones,
ce qui signifie que les champs magnétiques des pales du stator changent de manière à donner l'effet d'un champ magnétique se déplaçant qui tire le rotor en phase avec celui-ci.
Les caractéristiques de fonctionnement d'un tel moteur comprennent un couple de fonctionnement spéoi.. fique qui dépend de la dimension du moteur et de sa
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conception juaJ.ú.Î..<, .l<e. t,f., demanderesse a constaté, cepen- dant, que lorsque ces moteurs sont raccordés à des charges d'utilisation exerçant un couple tendant à faire tourner le rotor en sens inverse lorsque l'enroulement du stator n'est pas excité par un courant électrique, le couple de
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déinarrage du moteur est considé'rEl,blemen1, moindre qu le couple de foretionnem4ov., La présente invention vise partic.liërepK.
G un di0$iti tbsorbant le couple inverse de manière à awé,- liorer lt$ caractéristiques de dén#a7'ry; de moteurs syn.. ohrones fonctionnant sur le courant alternatif ek comportant des rotors magnéiioues à aima...'1tatiO'fi ':'f?I'n1a::'\.ente" De plus, l'invention vise un tel die,pit3 à-t pré gitane sous mode de réalisation dans lequel f..1 ne, Se- :podu.t que peu.
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ou pas de résistance sur le rotor lorsqu'il tourne dans le sens voulu, mais qui le verrouille de façon positive afin qu'il nE/puisse pas tourner en sens inverse lorsque le courant de fonctionnement a été coupé,
La présente invention vise en outre un frein unidirectionnel empêchant le rotor d'un moteur de tourner de plus d'un angle maximum prédéterminé en sens apposé de son sens normal de rotation.
Conformément à l'invention, on a conçu un moteur synchrone comportant 1 un rotor aimanté de façon permanente ;plusieurs pôles de stator ; un dispositif excitant magnétiquement le rotor de manière à le faire tourner ; un organe déplaçable raccordé au rotor précité de façon à permettre à ce dernier de tourner continuelle. ment dans un seul sens, enfin, une butée fixe coopérant avec l'organe précité pour empêcher le rotor de tourner en sens inverse d'un angle supérieur à un angle donné.
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g V-4 9naû-ltens,nt decrire lrésente invention plus en détail en se relevant au dessin annexé sur lequel : la fige 1 est une vue d'une extrémité d'un moteur agencé conformément aux moyens généraux de la présente invention ;
la fig. 2 est une vue latérale du moteur de la fige 1 ; la fig. 3 est une vue éclatée, partielle et positiv. es pignons du moteur des fig, 1 et 2 ; les fig. 4 et 5 représentent deux positions des pignons de la fige , illustrant les limites du déplacement du pignon partiel.
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Le moteur repyô9enà 5er la ig. 1, onJ.d un rotor 11 à aimantation prtttMto. Ce L =,or est onté
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sur un arbre 12 ou en est rendu solidaire et est entouré 'par plusieurs pôles magnétiques 13 de stator exoités par . le courant qui passe dans un enroulement depuis les deux bornes d'extrémité 15. La disposition des pales 13 du stator et des pôles du rotor 11 produisant une rotation synchrone et unidirectionnelle du rotor est bien connue.
Hors la présence d'influences extérieures, comme par exem- ple d'une charge de démarrage de couple inverse, le rotor
11 démarre, quelle que soit la position à laquelle il s'est arrêté, en tournant en sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à la fige 1. Les pdles magnéti- ques du rotor et du stator sont agencés de manière qu'il n'existe aucune position dans laquelle le rotor ne démarre pas dans le sens voulu.
On constitue les p8les 13 du stator en re- courbant des pièces de plusiieurs tôles en matière ferro- magnétiqve, dont celle, du haut est une plaque d'extrémi- té du moteur et est référencée 16. Cette plaque d'extrémité est fixée à un organe cylindrique 17 par plusieurs pattes
18 qui coopèrent avec des encoches ménagées dans cet organe latéral oylindrique 17.
Le frein unidirectionnel représenté est cons.. titué d'une part par un pignon 19 solidaire de l'arbre 12 et tournant aveo celui-ci et d'autre part par un organe mobile constitué par un second pignon 21 qui est monté sur un second arbre 22, en même temps qu'un troisième pignon @@ Ce troisième pignon engrène constamment avec le pignon 19, mais le second pignon 21 n'engrène pas à tout moment avec ledit pignon bien qu'il ait le diamètre voulu ' et les dimensions de dents appropriées pour engrener avec le premier pignon.
Le secor.d, pignon 21 comporte un doigt
24 qui s'étend vers le bas et ne déplace dans une fente
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curviligne 26 ménagée dans la plaque 16, ce doigt et les extrémités de cette fente constituant des butées limi- tant la valeur du déplacement du pignon 21 dans les deux sens de rotation. Les pignons 21 et 23 sont maintenus, sur l'arbre 22 en contact surfaciel libre l'un par rapport à l'autre par un chapeau 27.
La fige 2 est une vue latérale du moteur représenté sur la fige 1 et illustre le contact de surface existant entre les pignons 21 et 23 ainsi que le fait que ceux-ci sont suffisamment alignés avec le pignon 19 pour engrener avec ce pignon. La fige 2 représente aussi une seconde plaque d'extrémité 28 située à l'autre extrémité du moteur, du coté opposé à l laque d'extrémité 16. De même que la première plaque d'extrémité, la seconde plaque d'extrémité est en matière ferro-magnétique douce et est fixée à la paroi cylindrique 17 par plusieurs pattes 29.
Derrière la plaque d'extrémité 16, se trouvent un disque correspondant de démarrage 33 et un organe annulaire supplé- mentaire 34 en matière ferro-magnétique derrière la plaque d'extrémité 28, à l'autre extrémité du moteur. Un pignon
36, situé à l'extrémité opposée de l'arbre 12 par rapport eu pignon 19, constitue un dispositif de prise de force par l'intermédiaire duquel le moteur est raccordé à sa charge d'utilisation.
Afin de mieux représenter la position mutuelle des divers organes mobiles constituant le frein unidirec.. tionnel de présent mode de réalisation, on a représenté sur la fige 3 les pignons 19, 21 et 23 sous forme d'une vue éclatée. Comme on peut le voir, le pignon 21 n'est qu'un engrenage partiel ou segment d'engrenage ne compor- tant de dents que svx une part@@ de $on pourtour.
Cependant, les dents précitées ont le diamèt voulu le cercle primi- tif
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ainsi que la forme nécessaire pour engrener aveo les dents du pignon 19 lorsque le pignon 21 est tourillonné @sur l'arbre 22,
D'autre part, le pignon 23 est toujours engrené avec le pignon 19 de façon qu'il tourne dans n'importe quel sens où tournent l'arbre 12 et le rotor 11, ou qu'on les fait tourner ,Le chapeau 27 qui maintient les pignons 21 et 23 en contact de surface peut présenter toute configu- ration voulue et peut faire partie intégrante de l'arbre 22.
Dans le mode de réalisation représenté, ce chapeau est un @rgane séparé fixé à l'arbre par une vis de serrage.
Bien que l'on ait dit que les pignons 21 et
23 sont en contact de surface, il n'est pas nécessaire que la pression de ce contact soit élevée et il est suffisant qu'elle permette au pignon 23 d'entraîner par frottement le pignon 21 depuis une extrémité à l'autre de la plage de déplacement du doigt 24 dans la fente 26. De plus, les pignons 21 et 23 peuvent en fait être séparés par une cou- . che de produit lubrifiant pourvu que le frottement médiat du lubrifiant soit suffisant pour permettre au pignon
23 de faire tourner le pignon 21, du fait de ce frotte- ment médiat. La force exercée par le contact de surface relativement important entre les pignons 21 et 23 doit seulement Otro suffisant pour surpasser le très léger frottement du pignon 21 sur l'arbre 22.
Bien que le doigt
24 puisse présenter également un tel frottement, celui-ci peut être réduit à une valeur minimum si la largeur de la fente curviligne 26 est supérieure au diamètre du doigt et si ce dernier est agencé de manière. à être suffisam- ment court pour que son extrémité inférieure ne vienne pas en contact avec la. surface interie e de cette fente @3, que cette surface inférieure soit. située à l'intérieur
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de la plaque d'extrémité16 ou à la surface, ou à l'inté- rieur du disque 31 ou de l'organe annulaire 32.
On a représenté sur les fige 4 et 5 deux positions illustrant la relation angulaire des organes du frein unidirectionnel. La position représentée sur la* fig. 4 est celle qui résulte d'une rotation, en sens inverse des aiguilles d'une montre, de l'arbre 12 et du pignon 19. Ce sens de rotation fait tourner le second pignon 23 dans le sens des aiguilles d'une montre et, du fait de son frottement, fait tourner le pignon 21 jusqu'à ce que l'axe 24 vienne porter contre l'extrémité, prise dans le sens des aiguilles d'une montre, de la fente 26.
Comme on peut le voir, à cette position, les dents du pignon 21 n'engrènent plus avec le pignon 19 et, de ce . fait, on peut considérer que le pignon 21 est désaccouplé d'avec le pignon 19, au moins dans le sens direct de l'expression. Il subsiste évidemment un léger frottement
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médiat entre le pignon 23 et le' 2"4, et il va de col qu'il gtne la rotation du pignon 19, m cette gene est tellement faible qu'èlle peut Otre négligé dents la pratique. Oomme peut voir, un* étendue angulaire d'environ 90 . Cette longue laire ne doit pas être nécessairement celle de 900 doit être suffisante pour que les dents du pignon 21 n'engrènent absolument plus avec celles du pignon 19.
Dans le mode de réalisation représenté, les dents du pignon 21 s'étendent sur un arc d'environ 120 , cet arc n'étant placé ainsi par rapport au doigt 24 et à la fente 26 que lorsque ce doigt vient porter contre l'extré.. mité de cette dernière, comme rapré@enté; la dent d'extrré- mité du pignon 21 qui est la plus rapprochée est écartée
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d'environ 30 da sa position d'engrènement avec les dents du pignon 19. Ceci donne un débattement amplement suffi- sent, et cependant, maintient la section dentée du pignon 21 suffisamment près de son état d'engrènement avec le pignon 19 pour qu'il suffise d'une très faible rotation inverse du pigeon 19 pour que ce dernier vienne engrener avec le pignon 21.
La position de verrouillage du frein uni- directionnel est représentée sur la fig. 5, sur laquelle on peut voir que l'arbre 12 et le pignon 19 tournent en sens inverse. Tandis que le pignon 21 neut tourner au maximum que de 90 environ depuis la position où il a été représenté sur la fig. 4, il est possible que le pignon 23 puisse tourner de lègèrement plus de 90 en sens inverse des aiguilles d'une montre s'il existe un glisse- . ment dans le contact par frottement entre le pignon 21 et le pignon 23.
A toutes fins pratiques, ce glissement est de valeur négligeable et c'est pourquoi l'on peut dire que lepignon 19 ne peut pas tourner, dans le sens des aiguilles d'une montre, de plus d'une valeur prédéterminée' avant qu'il soit verrouillé par le frein unidirectionnel .
Dans le mode de réalisation représenté, les pilons 19, 21 et 23 ont tous le même diamètre primitif,de façon
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que le pignon 19 ne puisse pas tourner de plue de 900 environ avant d'être verrouillé par la venue e',prise du doigt 24 contre l'extrémité de la fente 26 considéré dans 1,- sens inverse des aiguilles d'ime montasx Il va de soi que si les pignons 21 et 23 sont monté/.' sur le même arbre 22, ils doivent avoir le même diaé etre primi- tif s'ils doivent engrener avec le pignon 1, Bien que le fre:1., iL ,ürectior f t << 1 E bloque l'arbre 12 en l'empêchant de tourner er. sert inverse
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des aiguilles d'une montre dès que le doigt 24 vient frapper contre l'extrémité considérée en sens inverse des aiguilles d'une montre, de la fente 26, qui joue le rôle d'une butée, ce frein peut agir plus tôt.
Le contact par frottement existant entre les pignons 21 et 23 ne produit pas l'alignement entre les dents de ces pignons jusqu'à ce que le pignon 21 soit venu engrener avec le pignon 19, De ce fait, il peut arriver que, occasionnellement, le pignon 21 vienne d'abord en contact avec le pignon 19 sans engrener avec celui-ci et que la rotation de ce dernier, en sens inverse des égailles d'une montre, s'arrête brusquement après un déplacement d'un angle d'environ 30 seulement qui est nécessaire pour produire ce non engrènement, Le pignon 19 ayant été ainsi arrêté, est aussi fortement arrêté que si le doigt 24 s'était déplacé sur tout le trajet à l'extrémité, considérée en sens inverse des aiguilles d'une montre, de la fente 26.